PIR плиты – современный термоизоляционный материал

На нашем портале в разделе «Теплоизоляция дома» представлена разнообразная информация о самых разных видах теплоизоляционных материалов. Однако в комментариях к статьям некоторые читатели задаются вопросом, почему ничего не говорится о PIR-платах? Мы согласны — комментарии вполне справедливы. Действительно, этой теме уделяется непростительно мало внимания. Данная публикация попытается восполнить этот пробел.

Ассортимент теплоизоляционных изделий расширяется с каждым годом. Выпускаются новые типы, отличающиеся от своих предшественников лучшими изоляционными свойствами, более удобной формой для работы и улучшенными эксплуатационными характеристиками. Время от времени рынок приветствует появление принципиально новых разработок. Не так давно PIR-панели показали себя именно так — современным теплоизоляционным материалом, который по подавляющему большинству критериев превосходит другие теплоизоляционные материалы.

Что такое PIR плиты?

Химическая структура материала

При ближайшем рассмотрении разнообразия изоляционных материалов выяснится, что в частных домах обычно используются различные виды минеральной ваты и полистирола. В последнее время все чаще используется напыляемый пенополиуретан. Каждый из этих материалов имеет свой список преимуществ и недостатков. Мы не будем сейчас на них останавливаться — все это рассмотрено на нашем портале в других статьях.

Выбор материала зависит от нескольких факторов. Один потребитель отдает приоритет разумной цене, другой — максимальной простоте монтажа теплоизоляции, третий — теплоизоляционным свойствам и так далее. Специальная статья нашего портала «Утепление наружных стен дома» поможет вам оценить преимущества и недостатки и сделать правильный выбор.

Существует ли такой материал, который сочетал бы в себе основные преимущества обычно используемых изоляторов и в то же время присущие им недостатки, которых у него нет или они сведены к минимуму?
Например:

— Будет ли он обладать превосходными тепловыми свойствами, по крайней мере, такими же, как напыляемая полиуретановая пена, но при этом не требовать сложного оборудования для нанесения?

— Будет ли она такой же огне- и пламестойкой, как минеральная вата, но при этом не будет бояться намокания и с ней будет легче работать?

— Будет ли он обладать прочностными свойствами не хуже ЭСПП, удобно лежать на нем, но не бояться огня и не выделять при термическом разложении токсичные вещества, смертельные для человека?

Да, такой материал существует — это изолятор нового поколения под названием PIR-панели.

Полное название PIR очень длинное и труднопроизносимое: полиизоцианурат. Этот материал является «близким родственником» пенополиуретана, но отличается от него как пропорциями исходных компонентов, так и использованием специальных каталитических добавок при синтезе, а также другими температурными и напорными условиями производства. В результате получается сложный полимер с жесткой кольцевой молекулярной структурой. Несмотря на сходство с пенополиуретаном, PIR обладает большей термостойкостью, структурной стабильностью, механической прочностью, химической инертностью и устойчивостью к высоким температурам. Для сравнения — термическое разложение пенополиуретана начинается при нагревании до 110°C, но у плит PIR предел почти вдвое выше — 200°C.

В результате производственных процессов получается пористая структура с закрытыми ячейками, заполненными газом. Материал характеризуется высокой жесткостью, содержание полимера в нем не превышает 5%, а остальные 95% заполнены газом, что определяет превосходные теплоизоляционные свойства плит PIR.

Формы выпуска PIR плит

Вспененный полимер, образующийся в результате реакции во время производства, обладает исключительной клейкостью. Другими словами, он прилипает ко всему, с чем соприкасается. Это качество даже несколько усложняет процесс производства — обычная экструзия, которая используется для производства, например, пенополистирола с аналогичной структурой, здесь модифицирована. Панели PIR никогда не производятся в чистом виде — они всегда покрыты с обеих сторон. Этот слой покрытия дополнительно повышает устойчивость материала к механическим нагрузкам, ультрафиолетовым лучам и другим природным факторам, влияющим на долговечность плит.

Толщина материала и толщина плиты могут быть разными, что является причиной того, что плиты используются в разных частях теплоизоляции зданий.

Иллюстрация:	Тип покрытия PIR-плит и его применение
	Покрытие из крафт-бумаги. Такие плиты очень хорошо работают в качестве теплоизоляции внутри зданий, в том числе, например, под чердачными перекрытиями. Поверхность бумаги становится отличной основой для отделки.
	Панели, облицованные стеклохолстом, также очень хорошо подходят для внутренних работ. Кроме того, они широко используются для утепления наружных стен, например, в технологии «мокрый фасад». — на такую поверхность можно уложить слой армированной штукатурки. Стекловолокнистый войлок также может иметь минеральное покрытие.
	Покрытые войлоком панели с битумной пропиткой являются отличным решением для изоляции крыш, особенно плоских. Это удобно, так как гидроизоляционные материалы в рулонах можно наносить непосредственно на уложенный изоляционный слой.
	Алюминиевое покрытие — может быть «прокатанным» в несколько слоев или гладким, буферизованным крафт-бумагой. Такая отражающая основа значительно повышает теплоизоляционные свойства материала, а также может служить дополнительной пароизоляцией, например, при утеплении помещений с повышенной влажностью.
	Защитное стекловолоконное покрытие с графитовым компонентом — этот тип облицовки значительно повышает устойчивость материала к воздействию открытого пламени, улучшая противопожарные свойства всей конструкции. Его часто используют для утепления фасадов, наружных стен хозяйственных построек.
	Наконец, еще одной разновидностью можно считать сэндвич-панели, заполненные пенополиизоциануратом. Эти панели способны выполнять как несущие, так и изоляционные функции. Они широко используются в промышленном строительстве. Они могут использоваться в индивидуальном строительстве, чаще всего для гаражей или хозяйственных построек различного назначения.

Плиты PIR могут иметь разную длину и ширину. Как правило, производители придерживаются стандарта 600×1200 м, но могут быть и исключения. Для изоляции больших площадей можно использовать изделия с линейными размерами 1200×1200 или даже 1200×2400 мм. А по индивидуальным заказам от отечественных производителей мы можем поставлять и другие форматы, если позволяет имеющееся оборудование.

Такие теплоизоляционные плиты все еще достаточно дороги, поэтому экономически нецелесообразно, да и с эксплуатационной точки зрения совершенно излишне преувеличивать толщину теплоизоляции. Предлагаемые плиты имеют толщину от 20 до 150 мм, а у некоторых производителей — до 170 и даже 250 мм. Это означает, что всегда можно обеспечить точное количество теплоизоляции, требуемое тепловыми расчетами.

О том, как рассчитать необходимую толщину изоляции из PIR-плит, рассказывается в приложении к этой статье, где также приводится удобный калькулятор.

Концы плит могут быть прямыми — такие изоляционные плиты подходят, например, для укладки между прогонами. Но для обеспечения непрерывной теплоизоляции на большой площади лучше приобрести плиты PIR, оснащенные сцепляющейся секцией.

Стыковочные швы позволяют сделать теплоизоляционное покрытие практически бесшовным, сводя к минимуму зазоры, связанные с проникновением холода. L-образный замок (в центре на рисунке) используется для плит малой и средней толщины. В более толстых досках может присутствовать замок центрального паза.

Обратите внимание, что L-образный замок немного уменьшает полезную площадь платы PIR. Если обычная панель имеет размеры 1200×600 мм, планируя работать с L-lock, рассчитывайте на полезную площадь 1185×585 мм, что означает, что 15 мм с обеих сторон будут «съедены».

Основные характеристики PIR плит, достоинства и недостатки утеплителя.

Каковы характеристики плит PIR, почему они сегодня считаются одним из лучших изоляционных материалов.

Термоизоляционные качества

Теплоизоляционные свойства всегда стоят на первом месте для любого изоляционного материала. Коэффициент теплопроводности плит PIR указывается некоторыми производителями как 0,021 Вт/м*К, что является наилучшим среди всех материалов, используемых для этих целей.

Сравнение толщины различных изоляционных материалов с одинаковым значением сопротивления теплопередаче.

Приходится признать, что в столь низкий коэффициент теплопроводности трудно поверить. Возможно, он достигается в каких-то идеальных лабораторных условиях, но при реальном использовании, особенно в условиях повышенной влажности, он будет несколько выше. Но даже если рассматривать более «мирские» значения, 0,024÷0,026 Вт/м×К — это отличный показатель, недостижимый для подавляющего большинства других изоляционных материалов.

Гигроскопичность и паропроницаемость.

Казалось бы, пористая структура материала определяет свободное проникновение влаги. Но верно и обратное. Жесткие закрытые ячейки практически не пропускают воду. В экспериментальных условиях, если плита PIR была полностью погружена в воду на 28 дней, ее объемное поглощение воды составило менее 1%. А в некоторых образцах от разных производителей поглощение было еще ниже — от 0,25 до 0,5 процента.

Такие ярко выраженные водоотталкивающие свойства означают, что влага не окажет существенного негативного влияния на теплоизоляционные свойства материала и его общую долговечность.

Паропроницаемость пенополиизоцианурата также очень низкая. Его коэффициент находится в диапазоне от 0,0015 до 0,015 мг/м×ч×Па. Кстати, эту характеристику не всегда можно считать «плюсом». В случае изоляции крыши или утепления свойства пароизоляции действительно выгодны — при организации эффективной вентиляции помещения или чердака. В случае с изоляцией фасада, с другой стороны, это является недостатком, поскольку нет возможности для выхода влаги из стен.

Плотность и прочностные качества

Пористая, газонаполненная структура пенополиизоцианурата определяет низкую плотность PIR-панелей. Плотность варьируется в различных изоляционных плитах от 30-40 кг/м³ до максимум 50 кг/м³. Это означает, что плиты просты в обращении, их транспортировка и установка не требуют значительных физических усилий.

Однако это не означает, что материал не стабилен. Ом прекрасно сохраняет свою форму на протяжении всего срока службы. Нагрузка, необходимая для деформации плиты на 10%, составляет не менее 120 кПа, что соответствует 1,22 кгс/см². Материал не дает усадки. Он способен выдерживать многократные сжимающие нагрузки без значительной потери прочности и первоначальной формы, что важно, например, при утеплении плоских крыш, где во время некоторых работ могут передвигаться люди.

Плиты PIR можно легко разрезать по размеру пилой или даже острым ножом, в зависимости от их толщины.

В то же время плиты очень хорошо поддаются механической обработке. Обрезать плиты до необходимого размера при монтаже теплоизоляции не очень сложно. В зависимости от толщины плиты PIR это можно сделать с помощью пилы или даже острого строительного ножа.

Противопожарные качества

Характеристики огнестойкости являются одним из наиболее важных показателей при выборе любой изоляции, поскольку некоторые виды плит довольно неблагоприятны в этом отношении. Но использование плит PIR не должно вызывать особого беспокойства.

Сам полиизоцианурат относится к группе горючести G1÷G2. То есть в этом отношении она несколько уступает многим видам минеральной ваты, которые считаются в целом негорючими (НГ).

Когда материал подвергается воздействию открытого пламени, верхний слой обугливается, и эта углеродистая корка препятствует проникновению кислорода и распространению огня на поверхность плиты. Важно отметить отсутствие эффекта плавления или стекания материала — даже при самых неблагоприятных условиях он не станет распространителем огня.

Результаты огневых испытаний с точечным источником пламени. Базальтовый минераловатный мат слева и плита PIR справа.

Класс горючести сборных панелей также зависит от упаковочного материала, поскольку общее присвоение класса основывается на наиболее горючем компоненте:

• PIR-панели, покрытые алюминиевой фольгой или стекловатой с графитовым наполнителем, а также сэндвич-панели со стальной облицовкой относятся к классу G1.
• Панели, покрытые стекловолокном или крафт-бумагой, относятся к классу G2.
• Панели, облицованные пропитанным битумом стеклохолстом, относятся к классу G3.

Характерной особенностью пенополиизоцианурата является то, что он не распространяет пламя и не боится открытого огня, но при воздействии тепла уже при 200°C начинает терять свою прочность и крошиться. Это может привести к разрушению самой теплоизоляционной конструкции. А огнестойкость материала напрямую зависит от его толщины. Это необходимо учитывать, если панели используются для несущих или самонесущих конструкций.

Например, для сэндвич-панелей PIR со стальной облицовкой с обеих сторон предельная огнестойкость составляет:

• Толщина 40 мм — воздействие пламени без потери несущей способности — 15 минут (EI 15).
• Толщина от 60 до 120 мм — 30 минут (EI 30).
• Толщина от 120 до 200 мм — 45 мин (EI 45).

Есть еще одно очень важное преимущество PIR-изоляции, которое отличает ее от аналогичных конструкций из экструдированного полистирола (EPS). При термическом разложении во время пожара не выделяются токсичные продукты, смертельно опасные для человека.

Другие достоинства PIR плит

Помимо вышеупомянутых впечатляющих физических и эксплуатационных характеристик, можно отметить еще несколько положительных особенностей этой изоляции:

• Производители заявляют о ярко выраженной долговечности материала. Поэтому срок службы изоляционных плит оценивается в 30 лет и более.
• Диапазон допустимых рабочих температур очень широк. Материал не теряет своих свойств при охлаждении до -70 °C или при нагревании до 120 °C.
• Панели PIR не подвержены гниению, разложению и обладают высокой химической стойкостью к большинству агрессивных соединений, с которыми теоретически можно ожидать контакта в процессе эксплуатации.
• Такая изоляция не становится питательной средой для какой-либо формы жизни. В нем не селится паразитическая микрофлора, не устраивают гнезда насекомые и грызуны благодаря практически нулевой воздухопроницаемости.
• Присущая полиизоцианурату химическая стабильность является гарантией того, что материал не будет выделять вредных испарений в атмосферу при нормальной эксплуатации. Экологичность системы изоляции — еще один важный критерий выбора этого материала.

PIR-панели являются экологически чистыми в течение всего срока службы, поэтому их можно без ограничений использовать во внутренних работах. Нет необходимости беспокоиться о токсичных выбросах.

• Плиты PIR не вызывают пыли или раздражения кожи при монтаже теплоизоляции. В отличие от минеральной ваты, защита глаз и дыхательных путей не требуется.

Недостатки PIR-утеплителей

С точки зрения эксплуатации трудно найти недостатки для этого типа теплоизоляции. Однако спрос на PIR-панели у массового бытового потребителя все еще невелик. В любом случае, по сравнению с минеральной ватой или EPS, объем продаж все еще невелик.
На это есть две причины:

• Отсутствие информации — многие домовладельцы даже не знают о существовании этого материала.
• Слишком высокая цена, которая, по мнению многих потенциальных покупателей, все еще неадекватна для потребителя со средним доходом.

Остается только надеяться, что стоимость материала со временем достигнет более приемлемого уровня, либо доходы среднего россиянина станут намного выше. И тогда мы увидим картину, как во многих странах Европы и Америки. Существует устойчивая тенденция отказа от других видов изоляции в пользу более эффективной и безопасной изоляции на основе пенополиизоцианурата.

Производители PIR панелей

Несмотря на некоторую «пессимистическую ноту» в конце предыдущей главы, внутренний рынок продуктов PIR продолжает активно развиваться. Об этом свидетельствует широкий ассортимент высококачественной продукции нескольких российских компаний.

Основными производителями PIR-лакомств в России являются следующие компании:

• Компания PirroGroup с головным офисом в Москве и заводом в Саратове. Кстати, судя по отзывам потребителей, именно «саратовские» плиты негласно считаются неким эталоном качества для отечественной продукции этого типа.

Как следует из названия, деятельность компании изначально была направлена на производство изоляционных материалов на основе пенополиизоцианурата. В своевременном диапазоне — плиты различного назначения для промышленного и частного строительства.

Диапазон толщины составляет от 20 до 200 мм с шагом 10 мм. Панели доступны во всех вариантах, которые можно комбинировать с различными вариантами для передней и задней части.

Трудно абстрактно говорить о стоимости материала — она зависит от модели панели, толщины облицовки и утеплителя. Все эти данные можно легко проверить на официальном сайте производителя или на сайтах его региональных офисов продаж.

• Продукция «Профхолода» пользуется хорошим спросом. Первоначально компания сосредоточилась на производстве сэндвич-панелей с наполнителем из пенополиуретана. Однако постепенно сфера деятельности расширялась, и с 2014 года в производство были запущены инновационные PIR-платы различных типов.

В настоящее время компания предлагает восемь типов PIR-решеток, различающихся по типу используемой облицовки. Разумеется, каждый тип имеет «внутреннюю градацию» по толщине — от 30 до 150 мм с шагом 10 мм.

• Известная российская компания «ТехноНиколь» не обошла вниманием эту область производства. Ассортимент LOGICPIR также весьма показателен с точки зрения широкого спектра производимых материалов.

Ассортимент состоит из различных типов панелей, которые предназначены для всех областей профессионального и индивидуального строительства. Особое удобство обеспечивает продуманная специализация материалов, о чем красноречиво говорят названия отдельных типов PIR-панелей: универсальная «LOGICPIR Master», более узконаправленные «Wall», «Floor», «Balcony», «Bathroom». Это значительно облегчает потребителю выбор оптимального материала.

Приложение: Как самостоятельно подсчитать необходимую толщину утеплителя?

Как видно из вышесказанного, диапазон толщин производимых PIR-панелей довольно широк. А стоимость такой теплоизоляции очень высока, то есть утепление «на глаз с запасом» нецелесообразно. Проще было бы сделать небольшие расчеты, показывающие, какая толщина изоляции будет оптимальной для конкретного региона и конкретной конструкции здания.

Расчеты основаны на принципе, что каждая конструкция здания (стена, пол или кровля) в целом должна иметь термическое сопротивление, которое не меньше стандартных значений, установленных для данной местности (конечно, это зависит от климатических особенностей региона).

Вы можете узнать стандартное значение термического сопротивления из таблиц СНиП, узнать в местном строительном управлении или получить значение из приведенной ниже таблицы. Для удобства они выделены цветом в таблице.

Таблица для определения нормированных значений термического сопротивления строительных конструкций (в регионах России).

Практически любая конструкция представляет собой несколько слоев материалов различного назначения, каждый из которых обладает собственной теплоизоляционной способностью. Один из этих слоев также становится теплоизоляцией, которая должна компенсировать «дефицит» теплового сопротивления.

Зная значения теплопроводности материалов, толщину слоев и значение стандартизированного сопротивления, нетрудно определить необходимую толщину.

Несколько слов о слоях. Здесь необходимо учитывать реальные условия, оценивая специфику каждой конструкции. В приведенном ниже калькуляторе можно будет определить долг трех слоев, без теплоизоляции. Но известно, что это число не всегда одинаково в любой ситуации.

Некоторые примеры.

Наружная стена дома. В общий «пирог» мы можем включить, прежде всего, материал основной стены. Отделочный материал внешнего фасада (например, будет использоваться «теплый рендер») также может обладать определенными изоляционными свойствами. Важно отметить, что если отделка является вентилируемым фасадом, то она никогда не учитывается в теплотехническом расчете, поскольку вентиляционный зазор отделяет ее от стены. Наконец, остается внутренняя отделка, которая часто состоит из материалов с достаточно хорошими теплоизоляционными свойствами.

Возможно, что некоторые слои отсутствуют — поэтому значение по умолчанию в поле «толщина» равно «0».

Может возникнуть необходимость рассчитать толщину изоляции без учета каких-либо слоев. Классический пример — стена из сэндвич-панелей без дополнительной отделки. Нет абсолютно никакого смысла рассматривать тонкие листы снаружи и внутри — они не окажут существенного влияния на конечный результат.

При утеплении крыши, например, при создании полноценного жилого чердака, кровельное покрытие не учитывается (опять же, оно отделено от утеплителя вентилируемой полостью), но можно принять во внимание планируемую внутреннюю облицовку. Понятно, что в этом случае субструктура вообще отсутствует.

В случае каркасных стен или потолков можно учитывать материал и толщину облицовки с обеих сторон.

Короче говоря, каждый случай должен рассматриваться индивидуально. В качестве меры предосторожности калькулятор, как уже упоминалось, дает возможность указать три слоя. Но толщина по умолчанию для каждого из них равна «0».

Помимо плит PIR, в области изоляции указываются и другие материалы. Он добавляет гибкости этому калькулятору и, кстати, позволяет быстро и очень наглядно сравнить эффективность различных типов теплоизоляции.

Калькулятор покажет результат в миллиметрах. Округляя до ближайшей стандартной толщины, вы сможете легко определить, какая плита будет оптимальной.